TDIs: Motori più potenti, testati al banco prova

Ciao a tutti.

Durante le vacanze, ho guidato l'auto a benzina di mia madre, che mi è sembrata un po' troppo debole in termini di potenza e peso.
Non avendo a disposizione un computer e un dispositivo di misurazione della velocità, ho stimato, in modo approssimativo e senza utilizzare materiali costosi, il tempo necessario per accelerare da 0 a 100 km/h durante l'esame.
Innanzitutto, si determina l'indicazione del tachimetro nei punti di cambio marcia (al primo e al secondo rapporto, a 6000 giri/min, all'inizio della zona rossa).
Poi ho misurato il tempo impiegato nella prima marcia, accelerando da fermo al minimo fino a 6000 giri/min.
Poi, ho misurato il tempo impiegato nella seconda marcia, accelerando al massimo dal punto di cambio marcia 1/2 fino a 6000 giri/min.
Poi, ho accelerato al massimo nella seconda marcia, partendo dal punto di cambio marcia tra la seconda e la terza, fino a raggiungere effettivamente i 100 km/h.

Questo test, ovviamente, non include le pause di cambio marcia e manca la partenza "brutale" (aumento improvviso dei giri del motore e innesto improvviso della frizione), che potrebbe far risparmiare tempo. Invece, l'accelerazione parte a circa 5 km/h anziché a 0. Nonostante ciò, la somma dei tre tempi dovrebbe essere paragonabile al valore indicato nel catalogo.

I tempi di accelerazione registrati erano di 13,2 secondi. Secondo i dati del catalogo, e tenendo conto del peso (accessori aggiuntivi), si dovrebbero raggiungere circa 11,2 secondi.

Per verificare l'affidabilità di questo metodo di test, ho anche cronometrato la nostra ALH-Ibiza sullo stesso percorso (regime di giri di cambio a 4500 rpm). Il risultato è stato: 10,1 secondi, mentre il valore riportato nel catalogo è 12,1 secondi.

La tendenza è evidente: i motori a benzina sono circa il 18% meno efficienti di quanto dichiarato, mentre i motori TDI sono circa il 16% più efficienti.

Una successiva prova al banco di prova del motore a benzina ha rivelato una potenza effettiva di 80 kW. Convertita alle condizioni standard (1013 mbar, 20°C), la potenza del motore a benzina è di 88 kW, invece dei 95 kW indicati nella certificazione.
I cavalli reali di 80 invece di 95 corrispondono quasi esattamente al rapporto tra i tempi di accelerazione da 0 a 100, come indicato nel catalogo corretto per il peso e come riscontrato nei miei test. L'Ibiza non è stata sottoposta a test al banco prova.
Il tecnico del banco prova (di un'azienda come RMS Tuning o simile a Kössen, in Tirolo) ha detto, tra l'altro, che la maggior parte dei motori aspirati di serie sono circa dal 5 al 10% meno potenti di quanto indicato.

Nel rapporto del banco prova, ho notato soprattutto che la pressione dell'aria era significativamente inferiore rispetto al valore di riferimento (1013 mbar): 940 mbar, e ogni millibar in meno comporta una perdita di circa 1 promille di potenza.
Di nuovo la solita banalità: in alta montagna, i motori hanno meno potenza.
Questo vale anche per i motori sovralimentati in cui la pressione di sovralimentazione è regolata in base alla pressione esterna (ad esempio, turbocompressori con valvola wastegate e la solita membrana senza correzione elettronica).

Oltre alle aree di alta e bassa pressione, si perde 1 millibar ogni 8 metri di altezza.
Se ad esempio un banco di prova si trova a 800 metri di altitudine, una misurazione corretta compensa la perdita di potenza dovuta all'altitudine, riportandola virtualmente al livello del mare; in altre parole, il motore riceve, sulla carta, la potenza nominale corretta per compensare la perdita di circa il 10% dovuta all'altitudine.

I motori TDI regolano la pressione di sovralimentazione come valore assoluto e, di conseguenza, mantengono sempre il massimo riempimento dei cilindri fino a determinate altitudini, garantendo così la massima potenza. Al di sopra di queste altitudini, la pressione di sovralimentazione, e quindi la potenza, viene ridotta tramite un sensore di pressione atmosferica per evitare che il turbocompressore giri troppo velocemente.
Quindi, se un motore TDI viene portato su un banco di prova a un'altitudine di 800 metri (dove viene comunque impostata la pressione di sovralimentazione massima), anche nel calcolo automatico della potenza effettuato dal banco di prova, viene applicato un bonus del 10% dovuto all'altitudine, anche se in realtà non sarebbe necessario.

Sono abbastanza sicuro che almeno parte della potenza eccessiva dei motori TDI sia dovuta a questi fattori, e naturalmente l'errore di calcolo aumenta con l'altitudine.

Ciò che, d'altra parte, non confuta la teoria della densità dell'aria relativa (DZR), poiché in essa la pressione dell'aria viene utilizzata solo per correggere la resistenza dell'aria, ma non la potenza.
Al contrario, a mio parere, la maggiore potenza dei motori TDI, che secondo le specifiche tecniche dovrebbe essere presente, è stata confermata, almeno nel nostro Ibiza, dai risultati del test di accelerazione da 0 a 100 km/h.

Ciao Ulf.

Non è solo la pressione di sovralimentazione il fattore determinante. La potenza di un turbocompressore può essere valutata solo in relazione alla sua efficienza. E quest'ultima, a 800 metri di altitudine, pur con la stessa pressione di sovralimentazione, non è la stessa che a livello del mare. A causa dell'aria 'più rarefatta', il turbocompressore deve funzionare a un regime di giri più elevato per generare la stessa pressione di sovralimentazione.

Un regime di giri più elevato a parità di pressione di carica comporta una minore efficienza e, di conseguenza, una maggiore quantità di aria calda inutilizzabile, il che dovrebbe riflettersi in una minore potenza del motore.

È necessario valutare, nel calcolo a ritroso, se il sistema, a causa della maggiore temperatura dell'aria incombente, non abbia già ridotto di propria iniziativa la quantità di iniezione per corsa del pistone e, di conseguenza, la potenza complessiva. Senza la quantità appropriata di carburante, anche un eccesso di aria non serve più a nulla!

Inoltre, la tua osservazione potrebbe non essere valida per i sistemi TD più recenti, come ad esempio tutti i sistemi common rail. In questi sistemi, è presente un campo di parametri integrato che limita la quantità massima di iniezione in base all'altitudine.

Credo più che i motori TDIS abbiano effettivamente più cavalli di quelli dichiarati sulla carta. Le misurazioni effettuate con un fattore di correzione k=0 confermano regolarmente questa ipotesi.

Ciao a tutti,
Tutto questo non sembra coeso con l'eccesso di aria del 20% e la robustezza del motore. Quale vantaggio avrebbe il produttore o lo sviluppatore nel ridurre le prestazioni del motore a pressioni relativamente basse (in montagna)? Una simile misura si potrebbe spiegare solo con numerosi guasti di vecchi turbodiesel non controllati o di turbocompressori in montagna. E questo dimostrerebbe che i componenti funzionano molto vicino al loro limite di potenza in pianura, limite che si supera già con pochi metri di altitudine. A mio parere, tutto questo non ha senso. Se un turbocompressore deve raggiungere una pressione di sovralimentazione di 1,2-1,3 bar ad ogni accelerazione e poi viene riportata a 0,9 bar, dovrebbe anche raggiungere regimi estremamente superiori al suo 'normale' regime. E lo fa. Lo sento chiaramente nel mio ALH da 90 CV. Quanto dannoso può essere, in realtà, un regime leggermente più elevato in aria più rarefatta in montagna?
D'altra parte, c'è anche una certa meticolosità tedesca: se qualcosa può essere regolamentato, lo si fa, con qualsiasi scopo.
Saluti.

Eike.

audifan ha scritto:

La performance di un turbocompressore può essere valutata solo in relazione alla sua efficienza. E quest'ultima, a

800 metri di altitudine, nonostante la pressione di sovralimentazione assolutamente identica, non è la stessa che a livello del mare. A causa dell'"aria più rarefatta", il turbocompressore deve funzionare a un regime di giri più elevato per generare la stessa pressione di sovralimentazione.

Un regime di giri più alto a parità di pressione di sovralimentazione significa un rendimento inferiore e, di conseguenza, una maggiore quantità di aria calda inutilizzabile, e questo, a sua volta, dovrebbe riflettersi in una minore potenza del motore.

Citazione:

Ciao. In linea di principio, è probabilmente corretto, ma a quanto pare, le prestazioni di un motore TDI tendono a diminuire meno rapidamente con la diminuzione della pressione atmosferica rispetto a quelle di un motore a benzina (aspirato). Probabilmente perché "quel po' di maggiore contropressione dei gas di scarico" influisce meno sull'aumento dell'apporto d'aria al turbocompressore rispetto a quando la minore pressione esterna si propaga fino ai cilindri, causando una minore quantità di aria immessa e una conseguente limitazione della quantità di carburante iniettata, come indicato dalla curva di emissione di particolato.

Inoltre, la tua considerazione potrebbe non essere valida per i sistemi TDIS più recenti, ad esempio per tutti i modelli PD. In questi sistemi, è presente un campo aggiuntivo che limita la quantità massima di iniezione in base all'altitudine.

Citazione:

Sei sicuro di questo? A partire da quale altezza (o, meglio, al di sotto di quale pressione atmosferica) i sistemi di protezione antincendio (PD) chiudono la valvola?

Credo piuttosto che i modelli TDIS abbiano effettivamente più cavalli di quelli dichiarati sulla carta. Le misurazioni effettuate con k=0 confermano regolarmente questa ipotesi.

Con questo, sei d'accordo con l'ultimo paragrafo nel post iniziale .

Attualmente, sto lavorando a un'estensione del software DZR per poter determinare sperimentalmente la resistenza al rotolamento o al movimento (approssimativamente corrispondente alla potenza di trazione su un banco prova) utilizzando un ulteriore foglio di calcolo.
Così, secondo me, si potrebbe fare più luce sulla presunta maggiore potenza dei motori TDI, spesso avvolta nel mistero.
Le prime simulazioni indicano prestazioni inferiori rispetto a quelle calcolate con le ultime versioni del DZR.

Devo ancora effettuare alcune misurazioni sul campo per ottenere dei valori di riferimento abbastanza affidabili (invece delle misurazioni interne, che altrimenti sarebbero indispensabili).
Stimato, potrò inviare la cosa a Rainer come aggiornamento numero 238 } a metà o alla fine della prossima settimana.

....Ulf
Sei sicuro di questo? A partire da quale altezza (o, meglio, al di sotto di quale pressione atmosferica) i sistemi di protezione antincendio (PD) chiudono la valvola?


Sì, lo sono.

In un modello PD100, la scala di riferimento è di 800, 900 e 1000 hPa. La riduzione da 800 hPa a 1000 hPa entra in funzione a partire da 3250 giri/min, con una riduzione di 1,2 mg/ora. A 4200 giri/min, la riduzione raggiunge i 3 mg/ciclo, il che rappresenta quasi il 9% e dovrebbe essere notevole. Fino a 3250 giri/min, i valori per tutte e tre le fasce sono identici.

@Audifan

La minore efficienza del turbocompressore con l'aumentare dell'altitudine è compensata da una maggiore efficienza a valle (=maggiore differenza di pressione)!

Saluti, Uwe.